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Pratiques et indicateurs agroécologique des
agroécosystèmes traditonnels et innovants de l’est du
Burkina Faso : alternatives d’optimisation
Aboubacar Coulibaly
To cite this version:
Aboubacar Coulibaly. Pratiques et indicateurs agroécologique des agroécosystèmes traditonnels et innovants de l’est du Burkina Faso : alternatives d’optimisation. Sciences de la Terre. Univer-sité d’Orléans; UniverUniver-sité Ouaga 1 Professeur Joseph Ki-Zerbo (Ouagadougou, Burkina Faso), 2018. Français. �NNT : 2018ORLE2025�. �tel-02096193�
ÉCOLE DOCTORALE ENERGIE, MATERIAUX, SCIENCES DE LA TERRE ET DE L’UNIVERS ÉCOLE DOCTORALE SCIENCES ET TECHNOLOGIES
Institut des Sciences de la Terre d’Orléans/Laboratoire Sols-Matériaux et Environnement
THÈSE EN COTUTELLE INTERNATIONALE
présentée par:Aboubacar COULIBALY
soutenue le : 23 Octobre 2018pour obtenir le grade de:
Docteur de l’Université d’Orléans et
Docteur de l’Université Ouaga I Pr Joseph KI-ZERBO
Discipline/Spécialité
: Science du sol et Environnement/Agro-pédologie
PRATIQUES ET INDICATEURS AGROECOLOGIQUES DES
AGRO ECOSYSTEMES TRADITIONNELS ET INNOVANTS DE
L’EST DU BURKINA FASO : ALTERNATIVES D’OPTIMISATION
THÈSE dirigée par :
M. Edmond HIEN Professeur, Université Ouaga I Pr J. KI-ZERBO M. Mikael MOTELICA-HEINO Professeur, Université d’Orléans
RAPPORTEURS :
Jean-Louis YENGUE Directeur de recherche, Université de Poiriers Laurent COURNAC HDR, IRD- Montpelier
_________________________________________________________________
JURY:
Jean-Louis YENGUE Directeur de recherche, Université de Poitiers (Président du jury) Laurent COURNAC HDR, IRD-Montpelier (Rapporteur)
Edmond HIEN Professeur, Université Ouaga I Pr J. KI-ZERBO (Directeur de thèse) Mikael MOTELICA-HEINO Professeur, Université d’Orléans (Co-directeur de thèse)
SOMMAIRE
REMERCIEMENTS ... I
SIGLES ET ABREVIATIONS ... IV
LISTE DES TABLEAUX ... V
LISTE DES FIGURES ... VI
INTRODUCTION GENERALE ... 1
PREMIERE PARTIE: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE ... 6
CHAPITRE I: ETAT DE DEGRADATION DES SOLS ... 7
CHAPITRE II: L’AGROECOLOGIE... 17
DEUXIEME PARTIE: MATERIELS ET METHODES ... 27
CHAPITRE III : PRESENTATION DU CADRE DE L’ETUDE: CONTEXTE GENERAL DE L’EST DU BURKINA FASO ... 28
CHAPITRE IV : METHODES UTILISEES ... 37
TROISIEME PARTIE: RESULTATS ET DISCUSSION ... 60
CHAPITRE V : RESULTATS ... 61
CHAPITRE VI: DISCUSSION ... 120
CONCLUSION GENERALE ... 130
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ... 132
ANNEXES ... 143
DEDICACE
Ce travail, je le dédie
à toute ma famille pour
i
REMERCIEMENTS
Une thèse....j’y ai cru et nous y voici. Ca me rappel cette appellation « Docteur » que j’avais déjà comme surnom tout petit en famille. Pour y arriver ce fut un parcours et le moment est venu de dire merci et toutes ces personnes qui ont permis la réalisation de ce rêve.
A Edmond HIEN, Professeur, Enseignant-Chercheur à l’Université Ouaga I Joseph KI ZERBO, Responsable du Laboratoire Sols-Matériaux et Environnement et Chercheur Associé à l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD), UMR 210 Ecologie Fonctionnelle & Biogéochimie des sols & des Agro-écosystèmes, Ouagadougou, Burkina Faso j’exprime toute ma gratitude. Merci pour m’avoir fait confiance depuis mon diplôme d’ingénieur, d’avoir été un soutien indéfectible tout au long de mon parcours. Merci pour la confiance porté à ma personne pour la conduite de cette étude. Merci en outre d’avoir accepté de diriger cette thèse. Sa grande compétence, ses qualités humaines, sa disponibilité et ses multiples conseils et apports ont permis l’aboutissement de ce travail.
A Mikael MOTELICA-HEINO, Professeur à l’Université d’Orléans, j’exprime toute ma gratitude. Merci d’abord pour l’initiative de cette thèse et ensuite pour avoir accepté de la codiriger. Sa grande compétence, sa simplicité, sa clairvoyance, sa disponibilité au jour le jour pour la rédaction et les discussions tout au long du travail et ses divers conseils m’ont permis de réaliser ce travail. Au-delà du travail accompli, il a toujours été là pour moi quand j’ai eu besoin de lui.
Je témoigne ma reconnaissance au Représentant Délégué de l’IRD à Ouagadougou et au Directeur de l’Institut des Sciences de la Terre d’Orléans (ISTO) pour m’avoir accepté dans leurs locaux en me donnant toutes les facilités pour la réalisation de ce travail. Mes remerciements vont également à l’ endroit du personnel de ces deux Instituts.
Cette étude a pu se réaliser grâce au soutien matériel et financier du projet BIOSOL (Région Centre Val de Loire) et du soutien financier de la Coopération Française à travers le Service de Coopération et d’Action Culturelle de l’ambassade de France au Burkina Faso. Qu’ils en soient remerciés.
A Sylvain Bourgerie, Maître de Conférences à l’Université d’Orléans, je dis merci pour son aide précieuse, ses encouragements soutenus et sa constante disponibilité. Cela a permis la réalisation de la partie microbiologie de cette thèse. Qu’il trouve ici l’expression de ma profonde gratitude.
ii A Christian Defarge, Maître de Conférences à l’Université d’Orléans et Annie Richard ingénieure au centre de microscopie de l’Université d’Orléans, pour leur participation à ce travail, leurs conseils, leurs multiples soutiens et encouragements. Merci pour la réalisation des manipes Cryo-Meb et l’interprétation des résultats.
Aux docteurs Boussafir et Fabrice Muller pour leurs contributions combien importantes dans les travaux de laboratoire à Orléans.
A Regis Guegant, Maître de Conférences à l’Université d’Orléans, pour ses conseils, ses multiples soutiens, ses encouragements.
A Salif Dera, Docteur à l’IRD pour son aide précieuse dans l’analyse des données de l’enquête agricole et ses encouragements soutenus.
A Der Some, Enseignant à l’Université Ouaga I Joseph KI ZERBO, pour son appui et ses conseils.
A Alain Bret, Technicien de laboratoire à Polytech Orléans pour sa disponibilité et son dévouement sans relâche dans la conduite de différentes manipes au sein de son laboratoire. A Monsieur Moussa Barry, Prosper Sadaré, Sibiri Siri, Techniciens à l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD), UMR 210 Ecologie Fonctionnelle & Biogéochimie des sols & des Agro-écosystèmes, Ouagadougou, Burkina Faso, pour leur contribution à la réalisation de ce travail.
Aux braves producteurs, habitants et travailleurs de Sampieri particulièrement à Monsieur Denis OUOBA, Tanga et Eric Kabré (chef UAT de Sakoani), je dis merci pour l’accueil et l’accompagnement tout au long des travaux sur le terrain et la collecte des données.
A Dofihouyan Ye, Directeur Général de l’Eau et précédemment Directeur Régional de l’Agriculture de la Boucle du Mouhoun pour son soutien et sa vision qui ont permis mon engagement pour un Master et par la suite cette thèse.
A Alassane Guiré, Secrétaire Général du MAAH et précédemment Directeur Général des Aménagements Hydraulique et du Développement de l’Irrigation pour son soutien et compréhension qui ont permis la réalisation des travaux terrains et d’alternance à Orléans.
iii A Amidou SAVADOGO, Direction Générale des Aménagements Hydrauliques et du Développement de l’Irrigation (DGAHDI), je dis merci pour les appuis et conseil multiforme pour l’aboutissement de ce travail.
A Fréderic Dabiré, Directeur du Développement de l’Irrigation et son personnel, je dis merci pour les soutiens multiformes qui m’ont permis de réaliser les travaux de terrain et d’alternance en France.
A Adolphe ZANGRE, Directeur des Aménagements Hydrauliques, je dis merci pour les encouragements et les multiples conseils.
A Donkoura KAMBOU, et Directeur de la Restauration des Terres, je dis merci pour les soutiens multiformes.
A tous mes collègues de la Direction Générale des Aménagements Hydrauliques et du Développement de l’Irrigation (DGAHDI) et de la Direction du Développement de l’Irrigation (DDI), je dis merci pour les soutiens multiformes et les moments de partage. Aux camarades doctorants et stagiaires de l’IRD Salomon Bouda, Celine Sanou, Jean-Martin Lipobè Bonou, Daouda Guebre, Amina Kabore… pour l’ambiance et les moments de partage et les conseils divers. Tout cela a contribué à créer un environnement propice à la réalisation de ce travail.
Aux camarades et amis doctorants et stagiaires du laboratoire de l’ISTO d’Orléans, Hugo Bourque, Mohamed Al Juhaishi, Simona Iconaru, Bachar, Sami, Rémi pour l’ambiance, les moments de partage et les soutiens multiformes au cours de mes séjours à Orléans.
Comme pour toute œuvre de ce genre, au-delà des aspects purement techniques, l’environnement social en dehors du bureau et du Laboratoire vaut son pesant d’or. Dans ce sens, j’aimerai dire merci à ses amis de toujours Drissa Bengaly, Mohamed Ouattara Ibrahim Cire-Ba, Aristide Begué, Aida Koanda, Freddy Ange, Ousmane Gansoré qui de près ou de loin ont contribué à un moment ou un autre à rendre cet environnement propice et convivial.
Enfin, pour terminer, je dis grand merci à toute ma famille pour le soutien tout au long de mon cursus : à mon père N’Go Moussa Coulibaly, ma mère Karambiri Fatou Traore, ma marâtre feue Diarra Ouattara, mes frères et sœurs, mes oncle et Tante Adama OUEDRAOGO, Karambiri Mamadou Traore, Karambiri Mariam Traore, mes grand parents Kadidja ZOURE et feu Karambiri Bakary Kouayé Traore (qui a été pour moi un modèle).
iv
SIGLES ET ABREVIATIONS
AVAPAS :
Association pour la Vulgarisation et l’Appui aux Producteurs
Agroécologistes au Sahel
C
:
Compost
CEP
:
Centre d’Etude et de Prospection
CP
:
Cordon pierreux
FAO
:
Organisation mondiale pour l’Alimentation et l’Agriculture
INERA
:
Institut de l’Environnement et des Recherches Agricoles
LADA
:
Land Degradation Assessment at the global Level
MEA
:
Millenium Ecosystem Assesment
MEDD
:
Ministère de l’Environnement et du Développement Durable
OGM
:
Organisme Génétiquement Modifié
OMM
:
Organisation Météorologique mondiale
ONU
:
Organisation des Nations Unies
PAS
:
Programme d’Ajustement Structurel
PAC
:
Politique Agricole Commune
PICOFA
:
Programme d’Investissement Communautaire en Fertilité
Agricole
SIR
:
Respiration induite par les substrats
TA
:
Témoin absolu
UICN
:
Union Internationale pour la Conservation de la Nature
UNCCD
:
United Nations Convention to Combat Desertification
VN
:
Végétation Naturelle
v
LISTE DES TABLEAUX
TABLEAU 1 : REPARTITION DE LA POPULATION DE LA REGION DE L’EST ... 28
TABLEAU 2 : CARACTERISTIQUES DES SOLS DE SAMPIERI (BUNASOLS, 2008) ... 35
TABLEAU 3 : LISTE DES VARIABLES EXPLICATIVES DU MODELE D'ADOPTION ... 39
TABLEAU 4 : DETAILS DES HYPOTHESES DU MODELE SUR L'ADOPTION DES TECHNIQUES AGROECOLOGIQUES ... 40
TABLEAU 5 : INDICATEURS DE FERTILITE DES SOLS SELON LES PRODUCTEURS ... 41
TABLEAU 6 : TRAVAIL TRADITIONNEL DU SOL ... 63
TABLEAU 7 : MODE DE FERTILISATION ORGANIQUE ... 63
TABLEAU 8 : TAUX D’UTILISATION DU COMPOST DANS LES EXPLOITATIONS ... 65
TABLEAU 9 : ESTIMATIONS DES EFFETS DES PRATIQUES SUR LES RENDEMENTS PAR LES PRODUCTEURS ... 68
TABLEAU 10 : TEST DE CORRELATION ENTRE LES VARIABLES ET Y ... 69
TABLEAU 11: RESULTAT DE L’ANALYSE ECONOMETRIQUE DE L’ADOPTION DES PRATIQUES AGROECOLOGIQUES DANS L’EST DU BURKINA (COEFFICIENTS DE REGRESSION) ... 70
TABLEAU 12 : TAUX DE REFERENCE AUX INDICATEURS EN FONCTION DU TEMPS DE PRODUCTION ... 71
TABLEAU 13 : FRACTIONS GRANULOMETRIQUES DES SOLS ... 74
TABLEAU 14 : PH; PH-KCL ET L’ACIDITE POTENTIELLE CONDUCTIVITE ELECTRIQUE DES SOLS (N=3) ... 85
TABLEAU 15 : TENEURS EN CARBONE ORGANIQUE, AZOTE TOTAL, PHOSPHORE ASSIMILABLE ET RAPPORT C/N DES DIFFERENTS TRAITEMENTS ... 90
TABLEAU 16 : CEC ET CATIONS ECHANGEABLES DES DIFFERENTS TRAITEMENTS ... 92
TABLEAU 17: PROPRIETES BIOLOGIQUES DU SOL EN FONCTION DES DIFFERENTS TRAITEMENTS ... 99
TABLEAU 18: CORRELATION ENTRE LES PROPRIETES PHYSIQUES CHIMIQUES, AND BIOLOGIQUES DE SOLS... 100
TABLEAU 19 : PH ; PH-KCL ET CONDUCTIVITE ELECTRIQUE DES DIFFERENTES PARCELLES ... 108
TABLEAU 20: COMPARAISON DES MOYENNES DES TENEURS EN C, N, PA ET C/N ... 111
TABLEAU 21 : CATIONS ECHANGEABLES ET CAPACITE D’ECHANGE CATIONIQUE DES DIFFERENTES PARCELLES . 112 TABLEAU 22: PH ET CONDUCTIVITE ELECTRIQUE ... 115
vi
LISTE DES FIGURES
FIGURE 1 : LES FONCTIONS DU SOL (ADAPTE DE SCOTTISH GOVERNMENT, 2009) ... 8
FIGURE 2 : ETAPES DE LA DEGRADATION STRUCTURALE SUR SOL LIMONEUX (LE BISSONNAIS ET AL., 2002) ... 13
FIGURE 3 : EVOLUTION DES APPROCHES SCIENTIFIQUES DE L’AGROECOLOGIE DEPUIS SES DEBUTS A L’ECHELLE SPATIALE (SCHALLER, 2013 ; WEZEL AND SOLDAT, 2009) ... 18
FIGURE 4 : CARTE ADMINISTRATIVE DE LA REGION DE L’EST DU BURKINA FASO ... 29
FIGURE 5 : PLUVIOMETRIE MOYENNE ANNUELLE (MM) DE LA REGION DE L’EST (SOURCE PICOFA ,2006) ... 30
FIGURE 6 : SITUATION DU VILLAGE DANS LE DEPARTEMENT DE KANTCHARI ... 33
FIGURE 7 : PRECIPITATIONS ET TEMPERATURES MOYENNES DE LA STATION DE KANTCHARI SUR UNE PERIODE DE 30 ANNEES (1986 A 2016). ... 34
FIGURE 8 : HUMIDITES MOYENNES DE LA STATION DE FADA N’GOURMA SUR UNE PERIODE DE 30 ANNEES (1986 A 2016). ... 34
FIGURE 9 :CARTE GEOLOGIQUE DES SILLONS BIRRIMIENS, AVEC 1 : TERRAINS SEDIMENTAIRES ; 2 : SILLONS BIRRIMIENS ; 3 TERRAINS GRANITIQUES ; 4 : NUMEROS DE SILLONS, D’APRES (SATTRAN AND WENMEGA, 2002) ... 35
FIGURE 10 : CARTE PEDOLOGIQUE DE LA COMMUNE DE KANTCHARI ... 36
FIGURE 11 : ZONE DE CONDUITE DE L’ENQUETE ... 38
FIGURE 12 : IMPLANTATION DU TUBE (A) ET MESURE D’HUMIDITE AU CHAMP (B) ( SAMPIERI 2014, AUTEUR COULIBALY ABOUBACAR) ... 41
FIGURE 13 : PARCELLES AMENAGEES EN CORDONS PIERREUX ET PLAN DE PRELEVEMENT ... 43
FIGURE 14 : ZONE DE PRELEVEMENT DES ECHANTILLONS DANS LE BASSIN VERSANT DE SAMPIERI ... 44
FIGURE 15 : SCHEMA DU TUBE (SERNA ET AL., 2014) ... 45
FIGURE 16 : CHAMBRE DE RAYONS X (SERNA ET AL., 2014) ... 46
FIGURE 17: SYNTHESE DES PARAMETRES MESURES DANS L’ETUDE ... 59
FIGURE 18 : ETAT DE SURFACE DES SOLS EN HAUT ET BAS DU MIS GLACIS ( SAMPIERI 2014, AUTEUR COULIBALY ABOUBACAR) ... 62
FIGURE 19 : CREUSAGE, STABILISATION ET REMPLISSAGE DE LA FOSSE A COMPOST ( SAMPIERI 2014, AUTEUR COULIBALY ABOUBACAR) ... 66
FIGURE 20 : CORDON PIERREUX ( SAMPIERI 2014, AUTEUR COULIBALY ABOUBACAR) ... 67
FIGURE 21 : MISE EN PLACE DE LA PARELLE DE ZAÏ ( SAMPIERI 2014, AUTEUR COULIBALY ABOUBACAR) ... 68
FIGURE 22: VUE D’UNE PARCELLE TEMOIN (GAUCHE) ET UNE PARCELLE AGROECOLOGIQUES (DROITE) (SAMPIERI 2015, AUTEUR COULIBALY ABOUBACAR) ... 69
FIGURE 23 : MODELE THEORIQUE DES DETERMINANTS DE L’ADOPTION DES PRATIQUES AGROECOLOGIQUES ... 71
FIGURE 24 : GRANULOMETRIE DES COUCHES DE 0-10 CM (GAUCHE) ET DE 10-20 CM (DROITE)... 73
FIGURE 25: DIFFACTOGRAMMES DES DIFFERENTS TRAITEMENTS1: Z+CP+C; 2 : TEMOIN ; 3 : CP+C (COUCHE 0-10 CM) ... 75
FIGURE 26: DIFFRACTOGRAMMES DES DIFFERENTS TRAITEMENTS 1: Z+CP+C; 2 : TEMOIN ; 3 : CP+C (COUCHE 10-20 CM). ... 75
FIGURE 27 : DIFFRACTOGRAMMES DE 2 ECHANTILLONS VN1 ET VN2 DU TRAITEMENT VEGETATION NATURELLE (COUCHE 0-10 CM) ... 76
FIGURE 28 : EVOLUTION DES REFLEXIONS EN FONCTION DES TRAITEMENTS DANS LE CAS DE L’ECHANTILLON VN1 ... 77
FIGURE 29 : MICROGRAPHIES AU CRYO-MICROSCOPE ELECTRONIQUE A BALAYAGE A EMISSION DE CHAMP DE LA SURFACE DE LA CROUTE MICROBIOTIQUE DE SAMPIERI SUR PARCELLE TEMOIN NATUREL (1-4 X 1300/250/1300/450). F: FILAMENTS; MO: MATIERE ORGANIQUE D: DIATOMEES ; EPS : PERMETTENT DE FIXER LES GRAINS LES PLUS GROSSIERS, C: CAVITES FORMEES PAR L’AGENCEMENT DES GRAINS ET LE RECOUVREMENT DE MATIERE ORGANIQUE. ... 78 FIGURE 30 : MICROGRAPHIES AU CRYO-MICROSCOPE ELECTRONIQUE A BALAYAGE A EMISSION DE CHAMP DE LA
vii 180/4000/1800/1100). MO: MATIERE ORGANIQUE D: DIATOMEES; EPS: EXOPOLYSACCHARIDES
PERMETTANT DE FIXER LES GRAINS LES PLUS GROSSIERS. ... 79
FIGURE 31 : MICROGRAPHIES AU CRY-MICROSCOPE ELECTRONIQUE A BALAYAGE A EMISSION DE CHAMP DE LA SURFACE DE LA CROUTE MICROBIOTIQUE DE SAMPIERI SUR PARCELLE CP+C (1-4 X 250/1500/7000/4500).G: GRAIN GROSSIERS; F: FILAMENTS; MO: MATIERE ORGANIQUE ... 80
FIGURE 32: MICROGRAPHIES AU CRYO-MICROSCOPE ELECTRONIQUE A BALAYAGE A EMISSION DE CHAMP DE LA SURFACE DE LA CROUTE SUR PARCELLE TEMOIN ABSOLU (1-4 X 250/600/600/4000). ... 81
FIGURE 33: SPECTRES DE VN PRESENTANT LES ELEMENTS C, AL, O, SI, K, FE, MG, NA. ... 82
FIGURE 34: SPECTRES DES TRAITEMENTS AGROECOLOGIQUES (CP+C ET Z+CP+ C) PRESENTANT LES ELEMENTS C, AL, O, SI, K, FE. ... 82
FIGURE 35: SPECTRES DU TEMOIN ABSOLU (TA) PRESENTANT LES ELEMENTS C, AL, O, SI. ... 82
FIGURE 36 : HUMIDITE DU SOL EN SAISONS SECHE (A) ET HUMIDE (B) ... 83
FIGURE 37 : TENEUR EN CARBONE ORGANIQUE DES SOLS EN FONCTION DES TRAITEMENTS (N=3) ... 86
FIGURE 38 : VARIATION DE LA TENEUR EN CARBONE ORGANIQUE EN FONCTION DES COUCHES DE PRELEVEMENT (N=3) ... 86
FIGURE 39 : TENEUR EN AZOTE TOTAL DES SOLS EN FONCTION DES TRAITEMENTS (N=3) ... 87
FIGURE 40 : VARIATION DE LA TENEUR EN AZOTE TOTAL EN FONCTION DES HORIZONS DE PRELEVEMENT (N=3) . 87 FIGURE 41 : RAPPORT C/N DES SOLS EN FONCTION DES TRAITEMENTS (N=3) ... 88
FIGURE 42 : RAPPORT C/N EN FONCTION DES COUCHES (N=3) ... 89
FIGURE 43: TENEUR EN PHOSPHORE ASSIMILABLE DES SOLS EN FONCTION DES TRAITEMENTS (N=3) ... 89
FIGURE 44 : VARIATION DE LA TENEUR EN PHOSPHORE ASSIMILABLE EN FONCTION DES COUCHES DE PRELEVEMENT (N=3) ... 90
FIGURE 45 : CAPACITE D’ECHANGE CATIONIQUE DES SOLS (N=3) ... 91
FIGURE 46 : CAPACITE D’ECHANGE CATIONIQUE EN FONCTION DES COUCHES (N=3) ... 91
FIGURE 47: CORRELATION ENTRE LA CEC ET LA TENEUR EN ARGILE ET EN MO DANS LA COUCHE 0-10 CM (A ET B) ET 10-20 CM (C ET D) ... 93
FIGURE 48 : RESPIRATION BASALE (RB) DES DIFFERENTS TRAITEMENTS SANS APPORT DE SUBSTRAT CARBONE ... 94
FIGURE 49 : PROFIL CATABOLIQUE DE L’UTILISATION MOYENNE DES 15 SOURCES DE CARBONE PAR LES MICROORGANISMES DU SOL (N=3) ... 95
FIGURE 50 : PROFIL CATABOLIQUE DE L’UTILISATION DES 15 SOURCES DE CARBONE PAR LES MICROORGANISMES DU SOL (N=3) ... 95
FIGURE 51: PROFIL D’UTILISATION DE L’ENSEMBLE DES SUBSTRATS CARBONES PAR LES MICROORGANISMES ... 96
FIGURE 52: BIOMASSE MICROBIENNE (BM) SOLS DE SURFACE POUR LES DES DIFFERENTS TRAITEMENTS ... 97
FIGURE 53 : QUOTIENT METABOLIQUE (QCO2) DES SOLS ... 98
FIGURE 54 : INDICE DE SHANNON-WEAVER H' DES SOLS ... 98
FIGURE 55: INDICE D’EQUITABILITE E DES SOLS DE SURFACE ... 99
FIGURE 56 : RESULTATS DE L’ACP POUR LA BASE DE DONNEES DES ANALYSES PHYSIQUES ET CHIMIQUES (12 OBSERVATIONS). A : VALEURS PROPRES EN FONCTION DES FACTEURS. B: PROJECTION DES VARIABLES DANS LE PLAN F1-F2. C : PROJECTION DANS LE PLAN F1-F2 DES OBSERVATIONS. ... 101
FIGURE 57 : RESULTATS DE L’ACP POUR LA BASE DE DONNEES DE MICRORESP (72 OBSERVATIONS). A : VALEURS PROPRES EN FONCTION DES FACTEURS. B: PROJECTION DES VARIABLES DANS LE PLAN F1-F2. C : PROJECTION DANS LE PLAN F1-F2 DES OBSERVATIONS. ... 102
FIGURE 58: RESULTATS DE L’ACP POUR L’ENSEMBLE DES DONNEES DES (84 OBSERVATIONS). A : VALEURS PROPRES EN FONCTION DES FACTEURS. B: PROJECTION DES VARIABLES DANS LE PLAN F1-F2. C : PROJECTION DANS LE PLAN F1-F2 DES OBSERVATIONS. ... 103
FIGURE 59 : RENDEMENTS GRAINS ET PAILLE. ... 104
FIGURE 60 : CORRELATION ENTRE LES TENEURS EN CARBONE ORGANIQUE, AZOTE TOTAL ET PHOSPHORE ASSIMILABLE ET LA PRODUCTION GRAIN (A, B, C) ET LA PRODUCTION PAILLE (D, E, F) ... 105
FIGURE 61 : EVOLUTION DE LA BIOMASSE MICROBIENNE (µG BIOMASSE-G-1) ET DU POIDS DES GRAINS DU SORGHO (T/HA) CULTIVE AU CHAMP ... 106
viii FIGURE 62 : BIOMASSE MICROBIENNE (µG BIOMASSE-C G-1) ET POIDS PAILLE DU SORGHO (T/HA) CULTIVE AU
CHAMP ... 106
FIGURE 63 : CORRELATION ENTRE LA BM ET LA PRODUCTION DE GRAIN DE SORGHO, ... 107
FIGURE 64: CORRELATION ENTRE LA BM ET LA PRODUCTION DE PAILLE DE SORGHO, ... 107
FIGURE 65 : TENEUR EN CARBONE ORGANIQUE DES DIFFERENTES PARCELLES ... 109
FIGURE 66 : TENEUR EN AZOTE TOTAL DES DIFFERENTES PARCELLES ... 109
FIGURE 67: RAPPORT C/N DES DIFFERENTES PARCELLES ... 110
FIGURE 68 : TENEURS EN PHOSPHORE ASSIMILABLE DES DIFFERENTES PARCELLES ... 111
FIGURE 69 : RESPIRATION BASALE (RB) DES DIFFERENTES PARCELLES ... 112
FIGURE 70: BIOMASSE MICROBIENNE (BM) DES DIFFERENTES PARCELLES ... 113
FIGURE 71 : QUOTIENT METABOLIQUE (QCO2) DES DIFFERENTES PARCELLES ... 113
FIGURE 72 : INDICE DE SHANNON-WEAVER H' DES SOLS ... 114
FIGURE 73 : INDICE D’EQUITABILITE E DES SOLS ... 114
FIGURE 74 : RELATIONS ENTRE LA DISTANCE DE PRELEVEMENT ET LE PH DES SOLS... 116
FIGURE 75 : RELATIONS ENTRE LA DISTANCE DE PRELEVEMENT ET LA TENEUR EN AZOTE DES SOLS ... 116
FIGURE 76 : RELATIONS ENTRE LA DISTANCE DE PRELEVEMENT ET LA TENEUR EN CARBONE DES SOLS ... 116
FIGURE 77: RELATIONS ENTRE LA DISTANCE DE PRELEVEMENT ET LA TENEUR EN PHOSPHORE ASSIMILABLE DES SOLS ... 117
FIGURE 78: RESPIRATION BASALE (RB) DES POINTS DE PRELEVEMENT ... 117
FIGURE 79: BIOMASSE MICROBIENNE (BM) DES POINTS DE PRELEVEMENT ... 118
FIGURE 80 : QUOTIENT METABOLIQUE (QCO2) DES POINTS DE PRELEVEMENT ... 118
FIGURE 81 : INDICE DE SHANNON-WEAVER H' DES POINTS DE PRELEVEMENT ... 118
FIGURE 82: INDICE D’EQUITABLE E DES POINTS DE PRELEVEMENT ... 119
FIGURE 83: FOSSE PEDOLOGIQUE EN HAUT DE PENSE DANS LE BASSIN VERSANT DE SAMPIERI ... 153
FIGURE 84 : FOSSE PEDOLOGIQUE EN MILIEU-BAS DE PENSE DANS LE BASSIN VERSANT DE SAMPIERI ... 154
FIGURE 85: FOSSE PEDOLOGIQUE EN MILIEU-BAS DE PENSE DANS LE BASSIN VERSANT DE SAMPIERI ... 155
FIGURE 86 : RESPIRATION BASALE DES DIFFERENTS POINTS DE PRELEVEMENT EN FONCTION DES PARCELLES .... 156
FIGURE 87 : BIOMASSE MICROBIENNE DES DIFFERENTS POINTS DE PRELEVEMENT EN FONCTION DES PARCELLES 156 FIGURE 88 : QUOTIENT METABOLIQUE DES DIFFERENTS POINTS DE PRELEVEMENT EN FONCTION DES PARCELLES ... 157
FIGURE 89 : INDICE DE SHANOON-WEAVER DES DIFFERENTS POINTS DE PRELEVEMENT EN FONCTION DES PARCELLES ... 157 FIGURE 90 : INDICE D’EQUITABILITE DES DIFFERENTS POINTS DE PRELEVEMENT EN FONCTION DES PARCELLES . 158
1
INTRODUCTION GENERALE
Dans la zone soudano-sahélienne, les sécheresses récurrentes ayant sévies depuis les années 1970, la pression démographique, les modèles intensifs inadaptés tentés ça et là, ainsi que les systèmes extensifs de productions agro-pastoraux, ont eu pour conséquence immédiate d’accroître la vulnérabilité des agro-écosystèmes. En effet, la révolution verte, symbole de l’intensification agricole(ou d’agriculture industrialisée) reposant sur le travail du sol, sur le recours massif aux intrants minéraux et de synthèse d’origine industrielle (engrais, pesticides et énergie) et sur un petit nombre d’espèces cultivées (Sainju et al., 2003; Goïta ,2014) a eu pour corollaire l’augmentation des rendements des cultures céréalières (Sainju et al., 2003; Gomiero et al., 2011). A l’échelle mondiale, les conséquences de cette modernisation ont été notamment la multiplication par dix des rendements de la production céréalière et des superficies cultivées par exploitant, une forte augmentation de la production de l’élevage, et une multiplication par plus de cent de la productivité brute du travail agricole (Mazoyer et al., 2002). En Afrique, cela a eu comme effet l’augmentation des rendements estimée à environ 14%, mais avec en parallèle un doublement des surfaces cultivées (Soule and Gansari, 2010).
Malgré cela, la nourriture ne parvient pas à tout le monde pour diverses raisons. D’ailleurs, entre 2012 et 2014, les estimations montrent qu’environ 805 millions de personnes sont chroniquement sous-alimentées avec 30% environ en Afrique et plus de 98% dans l’ensemble des pays en voie de développement (FAO, 2014). Malgré ces efforts et ces pratiques modernes, l’insuffisance d’aliments et la sous-alimentation sont des phénomènes qui affectent le continent africain de façon récurrente.
Ce type d’agriculture engendre cependant comme conséquence la réduction de la biodiversité, la dégradation des terres arables, l’altération de la qualité et la quantité de l’eau et une contribution négative aux changements climatiques (Gomiero et al. 2011). La conséquence la plus caractéristique est de façon pratique, une baisse continue de la productivité des terres qui est la traduction d’un processus complexe de détérioration des propriétés chimiques, physiques et biologiques du sol (Hien, 2004). Ces dysfonctionnements sont également aggravés par l’impact des changements climatiques globaux (Jauffret, 2009) dont les modèles prédictifs s’accordent sur une augmentation probable de l’instabilité des conditions climatiques à travers le monde avec des sécheresses ou d’inondations catastrophiques.
2 En plus de ces perturbations climatiques et anthropiques qui se traduisent sur le fonctionnement des systèmes biogéosystèmes continentaux par l’accélération ou l’atténuation des changements engendrés par ces perturbations, il convient de noter que les milieux tropicaux présentent généralement des sols fragiles et des climats agressifs.
Pays enclavé et fragile sur le plan écologique, le Burkina Faso n’est malheureusement pas à l’abri de cette tendance générale du monde agricole au Sahel. Il est même plus exposé car son économie à une structure essentiellement basée sur son capital « terres et/ou ressources naturelles ». Malheureusement, sous l’effet conjugué du climat et de l’action anthropique, ce capital « terres et/ ou ressources naturelles » subit une dégradation inquiétante mettant en péril le développement socioéconomique du pays. En effet, certaines études (Gomgnimbou et al., 2010) ont montré que la dégradation des écosystèmes terrestres et d’une manière générale de l’environnement au Burkina Faso est liée aux facteurs anthropiques, notamment les activités agricoles. De plus, les versants présentent une hétérogénéité morpho-pédologique de l’amont vers l’aval marquée souvent par la présence d'une carapace ou d'une cuirasse qui limite la profondeur utile du sol (80 et 100 cm maximum).
La présence de cette carapace ou cuirasse à faible profondeur sur près des 2/3 des glacis impose entre autres des contraintes au fonctionnement hydrique et à la croissance végétale de même que la susceptibilité des sols au ruissellement quelle que soit sa texture. Selon une évaluation de l’INERA en 2010, environ 24% des terres arables du Burkina Faso sont fortement dégradés et menacent de nuire à la qualité du milieu naturel et à la sécurité alimentaire du pays à moyen et à long termes.
A cela, il faut ajouter le fait que les sols du pays sont caractérisés par leur pauvreté des nutriments, en particulier l'azote et le phosphore (Dembélé et Somé, 1991). Ils sont également caractérisés par une richesse en limon et en sable fin avec une mauvaise stabilité structurale, une faible teneur en argiles et une faible teneur en matière organique (moins de 3% sous la végétation et 0,7% sous cultures) (Pieri, 1989).
Le défi qui se pose aujourd’hui aux acteurs de développement en Afrique subsaharienne et en particulier au Burkina Faso est de concilier production agricole, croissance démographique, protection et gestion raisonnée des ressources naturelles. En effet, les systèmes de grande culture doivent être mieux gérés pour qu’ils soient plus résilients, augmentent la production agricole, tout en conservant les ressources naturelles et la biodiversité (Koohafkan et al., 2012).
3 L’engagement du secteur agricole vers des voies permettant de concilier plus efficacement et durablement les enjeux socio-économiques (notamment la compétitivité via l’augmentation de la production et des rendements) et les enjeux environnementaux (restauration des sols dégradés) comme l’intensification écologique apparaît aujourd’hui comme une nécessité impérieuse.
Dans ce contexte, des travaux scientifiques agronomiques combinés avec des savoirs traditionnels paysans ont contribué à identifier et révéler des solutions techniques innovantes. On peut citer entre autres: (i) l’agriculture biologique qui interdit l’utilisation d’intrants chimiques de synthèse et minéraux et d’organismes génétiquement modifiés (OGM), et tente de restaurer des cycles biogéochimiques et des processus écologiques jusqu’alors substitués par la technologie. Ce modèle dispose d’un label permettant de reconnaître et valoriser ces pratiques. (ii) l’agriculture de conservation qui est un autre modèle de production qui n’exclut pas complètement les intrants chimiques mais vise à en réduire l’utilisation, et qui porte l’essentiel de son attention sur la préservation des sols (par le non-labour, les couverts végétaux, etc.). Chacune de ces alternatives met l’accent sur des enjeux plus ou moins ciblés et ouvre dans ce cadre de nouvelles voies d’action; cependant, aucun n’est en mesure de répondre à l’ensemble des dégradations d’un agroécosystème (Berthet, 2013).
La recherche scientifique propose un nouveau concept : l’agroécologie ou l’agriculture écologiquement intensive (Griffon, 2013), qui vise à concevoir des systèmes de production agricole s’appuyant sur les fonctionnalités offertes par les agroécosystèmes, est de plus en plus citée, notamment dans les travaux de recherche et par certains professionnels du secteur agricole, comme l’une des voies possibles (Bonny, 2010) pour la gestion de la crise liée aux pratiques agricoles. De plus, au niveau politique, divers instruments ont été mis en œuvre et entrant dans la logique de la Convention Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques et le protocole de Kyoto. Le Millennium Ecosystem Assessment (MEA, 2005) a même fourni une classification des services écosystémiques en quatre grandes catégories : les services d’approvisionnement, de régulation, culturelle et de support. En Europe, la Politique Agricole Commune (PAC) a mis en place depuis 2005 des aides aux agriculteurs respectant les bonnes pratiques agricoles et environnementales. Dans les pays en voie de développement en général, et au Burkina Faso en particulier, des actions publiques en faveur de la promotion des bonnes pratiques agricoles et la préservation de l’environnement ont vu le jour et sont appuyées par divers partenaires au développement.
4 Le pays a ainsi lancé en mars 2010, le Programme National de Partenariat pour la Gestion Durable des Terres dont le but est de « combattre la dégradation des terres et la pauvreté au Burkina Faso, à travers un aménagement durable, décentralisé et équitable des ressources rurales ». Un des résultats attendus du programme porte sur « la promotion des bonnes pratiques, équitable et intégrée des terres, incluant les pratiques innovantes et les connaissances locales » (MEDD, 2011). Mais ce type de programme bien qu’inclusif ne couvre pas tout le territoire bien que la problématique environnementale soit générale. Des ONG et associations prennent souvent le relais pour accompagner des communautés rurales dans leur quête du bien-être. C’est le cas par exemple de certains programmes surtout au Nord du pays et du projet BIOSOL dans la région Est du Burkina Faso. Il apparaît donc nécessaire de bien connaître et de comprendre l’impact des techniques agricoles pour les systèmes de grandes culture actuellement mises en œuvre et les trajectoires de culture des paysans.
Techniquement basée sur l’utilisation mesurée des ressources locales, l’agroécologie vise à intégrer dans sa pratique l’ensemble des paramètres de gestion écologique de l’espace cultivé permettant de concilier productivité, gestion durable des ressources naturelles, sécurité alimentaire et développement humain tout en préservant la santé des populations ( Altieri, 2002; De Schutter , 2010; Dufumier, 2010; Van Walsum, et al., 2014; Francis et al., 2003). Ces avantages sont par conséquent les socles de construction d'une agriculture plus résiliente (USAID, 2012).
Les effets de ces pratiques agroécologiques notamment le zaï, les cordons pierreux en association avec la fertilisation organique sur le sol et les rendement des cultures ont été évalués dans la partie Ouest et Nord surtout du Burkina Faso (Yaméogo et al., 2011 ; Sawadogo et al., 2008). En revanche, la partie Est du pays avec des caractéristiques climatiques et pédologiques différentes de celles de ces zones a été très peu étudiée.
Dans la partie Nord du Burkina Douamba et al. (2011) ont conduit des travaux sur l’effet des cordons pierreux sur la biologie du sol. Dans des conditions climatiques quasi-similaires, d’autres études ont été conduites de par le monde (Zhou et al., 2012; Jiang et al., 2012; Ding et al. , 2013; Diakhaté et al., 2016). Ces études ont révélé globalement l'effet positif de bonnes pratiques agricoles sur les caractéristiques de la microflore du sol. Mais dans ce genre de pratiques, l’effet environnemental et les habitudes des producteurs prennent également une place importante. De plus, l’effet combiné des différentes pratiques n’a pas été abordé dans les études citées ci-dessus.
5 D’où l’intérêt de cette étude dans cette zone agroécologique après plusieurs années de promotion de ces pratiques et le suivi de la trajectoire de culture. Elle aborde ainsi le problème de la dégradation des ressources naturelles en générale et celle du sol en particulier. Elle place également l’agroécologie ainsi que les indicateurs physiques, chimiques et biologiques qui peuvent en découler au centre des questions à aborder pour faire face à cette dégradation dans l’optique d’améliorer les productions agricoles.
Ce travail a consisté dans un premier temps à faire le bilan des connaissances agroécologiques ainsi que les déterminants de leur adoption auprès des producteurs dans le contexte tropical et en particulier en Afrique de l’Ouest. Dans un second temps, il s’est agi d’évaluer l’impact de ces pratiques adoptées sur les caractéristiques physiques, chimiques et microbiologiques des sols. Enfin, l’effet de ces variations sur les rendements du sorgho, principale céréale des systèmes de culture étudiés, a été appréhendé. Sur la base des résultats obtenus, des alternatives d’amélioration ont été proposées pour l’optimisation de ces pratiques.
Le premier chapitre est consacré à l’état actuel des connaissances sur la dégradation des sols. Les processus en jeu, les causes ainsi que les conséquences sur les sols agricoles ont été abordés. Dans cette même partie ont été présentés l’historique et l’évolution ainsi que les effets de certaines pratiques agroécologiques sur les sols.
Le deuxième chapitre présente les caractéristiques agro-pédo-climatiques de l’Est du Burkina en général et celle de Sampieri (commune de Kantchari) en particulier qui constitue notre zone d’étude. Il aborde également les méthodes utilisées pour conduire l’enquête agronomique, les observations et mesures directes de terrain ainsi que les analyses au laboratoire des sols.
Les troisième, quatrième et cinquième chapitres présentent respectivement les résultats de l’enquête agronomique, les effets des pratiques agroécologiques sur les caractéristiques du sol et des rendements des cultures et ceux de l’essai d’amélioration de l’effet distance entre les lignes de cordon pierreux.
Le sixième chapitre fait une analyse critique des résultats en comparaison aux données de la littérature. Enfin, une conclusion générale et des perspectives mettent fin à ce mémoire.
6
7 CHAPITRE I: ETAT DE DEGRADATION DES SOLS
Introduction
Le sol est un milieu vivant d’une extrême complexité, dont il convient de mettre en valeur toutes les possibilités pour la maîtrise des fonctions biologiques et de production (Keilling, 1997). La dégradation des sols constitue une menace majeure pour la vie sur terre, y compris pour les humains de façon directe et indirecte. La dégradation des sols résulte de divers facteurs, dont les activités humaines et les catastrophes induites par les variations climatiques telles que la sécheresse et les inondations. Pour une gestion rationnelle des sols afin de minimiser les risques, il s’avère nécessaire d’appréhender l’ampleur du phénomène et les effets sur la ressource elle-même, sur les écosystèmes et les êtres humains.
1.1 Phénomène de dégradation des sols 1.1.1 Fonctions du sol
Le sol est un mélange complexe biologiquement actif de minéraux altérés, de composés organiques et inorganiques, d’organismes vivants, d’air et d'eau (Scottish Government, 2009). Ces éléments sus cités sont liés aux interactions et processus physiques, chimiques et biologiques qui se déroulent dans le sol. Il est considéré comme une ressource non renouvelable à l’échelle humaine car sa formation (pédogenèse) est un processus long et il faut environ 1000 à 100 000 ans suivant les conditions pour former un mètre de sol (Lavelle, 2013). A partir de ce processus le sol acquiert des capacités et des qualités à fournir des biens et services aux agro-écosystèmes. Le concept de services écosystémiques est largement utilisé de nos jours (Dobbie et al., 2011) et se définit comme les bénéfices directs et indirects obtenus par les individus et la société grâce aux services fournis par les écosystèmes (MEA, 2005). Ces services écosystemiques sont les suivants:
• services d’approvisionnement : les produits obtenus à partir des écosystèmes;
• services de régulation : les avantages obtenus à partir de la régulation des processus de l'écosystème;
• services culturels: les bénéfices immatériels, tels que l'enrichissement spirituel, de la réflexion et de loisirs que les gens tirent des écosystèmes;
• soutien (support) : les services qui sont nécessaires pour la production de tous les autres services écosystémiques.
La capacité du sol à assurer ces services écosystemique
et donc également en partie aux facteurs extérieurs que peuvent appliquer les agriculteurs à ces sols. Et cette qualité du sol pe
fonctions (Dobbie et al., 2011).Ainsi donc le sol assumerait certaine permettant de fournir les différents services.
Figure 1 : Les fonctions du sol (adapté de Scottish Government, 2009)
1.1.2 Rôles du sol dans les agro Le sol joue un rôle primordial dans les éléments nutritifs dont ils ont
organique que les végétaux obtiennent de
1996) nécessaires pour leur croissance. Ces éléments nutritifs ainsi produits sont soient directement mis à la disposition des plantes
mis à leur disposition.
Le sol joue également un rôle dans le stockage et de régulation du carbone. Essentiellement sous forme de matière organique, le stockage du carbone orga
l’environnement contribue à la fertilité du sols et donc à l’augmentation des production agricoles et autres biens (Turbé et al.,
et la biodisponibilité des principaux éléments
La capacité du sol à assurer ces services écosystemiques est étroitement liée à la qualité du sol aux facteurs extérieurs que peuvent appliquer les agriculteurs à Et cette qualité du sol peut être définie comme la capacité des sols à remplir certaines
, 2011).Ainsi donc le sol assumerait certaines fonctions permettant de fournir les différents services. Ces principales fonctions sont:
(adapté de Scottish Government, 2009)
les agro-ecosystèmes
dans la production agricole. Il met à la disposition des végétaux s nutritifs dont ils ont besoin. En effet, c’est grâce à la dégradation de la matière
obtiennent des nutriments et d’autres composés (Doran croissance. Ces éléments nutritifs ainsi produits sont soient à la disposition des plantes ou stockés dans le sol pour être progressiv
Le sol joue également un rôle dans le stockage et de régulation du carbone. Essentiellement sous forme de matière organique, le stockage du carbone organique tout en protégeant l’environnement contribue à la fertilité du sols et donc à l’augmentation des production
et al., 2010). Le carbone des sols affecte aussi la dynamique
s principaux éléments nutritifs.
8 la qualité du sol aux facteurs extérieurs que peuvent appliquer les agriculteurs à té des sols à remplir certaines ons (Figure 1) lui
la production agricole. Il met à la disposition des végétaux c’est grâce à la dégradation de la matière et d’autres composés (Doran et al., croissance. Ces éléments nutritifs ainsi produits sont soient stockés dans le sol pour être progressivement
Le sol joue également un rôle dans le stockage et de régulation du carbone. Essentiellement nique tout en protégeant l’environnement contribue à la fertilité du sols et donc à l’augmentation des production 2010). Le carbone des sols affecte aussi la dynamique
9 La quantité de carbone organique contenue dans les sols est évaluée à 1 500 milliards de tonnes, soit environ deux fois plus que dans l’atmosphère, et trois fois plus que dans la végétation terrestre (Joosten, 2015 ; Arrouays et al., 2002 ; Doran et al., 1996). Suite à la dégradation de la matière organique, le carbone du sol est relâché principalement sous forme de CO2 (Dominati et al., 2010) . En général, le travail du sol est cité comme un facteur influençant cette émission (Doran et al., 1996).
Le sol joue en plus un rôle majeur dans le cycle de l’eau sur la terre. La ressource en eau renouvelable de la planète est fournie par les précipitations annuelles (Marsily, 2013) et l’état de surface du sol jouerait un rôle crucial dans le devenir de l’eau qui tombe. En effet, il peut y avoir infiltration ou ruissellement selon les propriétés physiques des sols ainsi que la couverture végétative qui s’y trouve (Turbé et al., 2010). La végétation retient l’eau, réduit le ruissellement et augmente donc l’évapotranspiration du sol. A l’opposé, l’absence de végétation favorise le ruissellement et les phénomènes connexes comme l’érosion et les inondations. L’eau qui s’infiltre ainsi permettra la recharge des nappes souterraines et autres stocks pour la consommation humaine et l’utilisation ultérieure par les plantes.
1.1.3 Dégradation des sols
1.1.3.1 Ampleur d’un phénomène mondial
Plus qu’un support, le sol est un facteur important pour l’homme puisqu’il représente pour lui son milieu de vie et contribue également à la production de biens et services indispensables à sa survie. En effet, l’alimentation (calories) de l’homme provient à 99.7 % de la terre et à 0.03% des océans et autres milieux aquatiques (Pimentel, 2006). Les différentes fonctions assurées par le sol permettent ainsi aux humains de subvenir à leurs besoins. Mais selon la FAO(2011), malgré le rôle primordial des terres elles ne sont pas bien gérées et sont actuellement dégradées à un niveau alarmant. En effet, chaque année, 12 millions d’hectares de terres productives sont perdus à cause de la dégradation des sols et de la désertification (UNCCD, 2012). Cette situation menace l’équilibre des écosystèmes et rend vulnérable de nombreuses populations.
La dégradation des terres qui est la réduction de la capacité de la terre à fournir des biens et services écosystémiques sur une période donnée à l’écosystème et à ses bénéficiaires (LADA, 2011) est un problème mondial. En effet, on estime qu'environ un quart de la superficie mondiale des terres est dégradé, affectant ainsi 1,5 milliard de personnes dans toutes les zones agroécologiques à travers le monde (Von Braun et al., 2013).
10 Au cours des 40 dernières années, environ 65% des terres arables ont été affectés par ce phénomène (Scherr, 1999; Bationo et al., 2007). En outre, environ dix millions d'hectares de terres agricoles sont perdus chaque année (Roose et al., 2008). En Afrique, la dégradation des terres affecte 45% des terres arables et ce fait pourrait atteindre 66% d'ici à 2025 si des mesures ne sont pas prises pour la limiter (UNCCD, 2011).
Ce phénomène a des incidences notables sur plus de 80 pays (surtout en Afrique et en zone tropicale) dans le monde et 25% des terres sont considérées comme très dégradées (FAO, 2011). Sur cette portion de terres dégradées 45% sont des forêts, 20% des terres cultivées et entre 20 à 25 % des pâturages (MEA, 2005). De plus les prévisions semblent alarmistes sur la question de la dégradation des terres. Lors des quarante prochaines années, la perte annuelle des terres cultivées serait de l’ordre de 10 à 12 millions d’hectares (MEA, 2005), soit 0,7 à 1% du capital disponible suite à une détérioration de leur qualité (forte baisse de productivité) ou d’un changement d’usage (Brabant et Cheverry, 2012) si aucune action n'est prise pour inverser ces tendances. L’activité humaine est donc un facteur majeur de la dégradation des sols. La dégradation des sols touche en majorité les populations rurales dans les régions pauvres et de forte démographie dans le monde en développement. Ces populations habitent pour la plupart dans les zones arides ou semi-arides qui sont sujettes à la désertification. D’ailleurs, ces zones comptent plus du tiers de la population mondiale, ce qui correspond à 2,1 milliards d’êtres humains (MEA, 2005). 90 % de cette population habitent dans les pays en voie de développement.
Parmi tous les continents, l’Afrique apparait comme le plus fragile (UNCCD, 2011). L’UNCCD affirmait en 2011 que la désertification touche 45 % des terres africaines et que ce chiffre pourrait atteindre 66 % en 2025 si des actions ne sont pas prises pour la limiter (UNCCD, 2011). En 2014, on estimait que les deux tiers des terres africaines sont déjà dégradées dans une certaine mesure et que la dégradation des terres affectait au moins 65% de l'ensemble de la population africaine (UNCCD, 2014).
1.1.3.2 Cas du Burkina Faso
Le Burkina Faso est l’un des pays les plus touchés par le phénomène de la dégradation des terres dans le monde. Il est de loin le pays le plus touché en Afrique et souffre sérieusement de la dégradation des terres agricoles avec plus de 20% du territoire affecté (LADA, 2011)). On estime à ce jour à 9 234 500 ha l’ensemble des terres agricoles dégradées avec un taux annuel de progression de l’ordre de 105 000 à 250 000 ha.
11 Une étude réalisée déjà 1996 estimait que les surfaces de productions dénudées sont passées de 375 ha environ en 1956 à 1 160 ha environ en 1990, soit une progression moyenne d'environ 9 % par an (Hien et al., 1996). Ces auteurs affirment en outre que cette dégradation des terres va bien au-delà des terres cultivées et les méthodes de conservation doivent tenir compte des espaces naturels et non cultivés (brousses) sous peine de voir l’ensemble du système agro-pastoral menacé. Le phénomène parait ainsi généralisé au Burkina Faso depuis bien longtemps vu le constat fait par les études aussi variées que diversifiées en terme de zone agro écologique du pays : dans le bassin du Nakanbé ( Hien et al.,1996) ; dans la zone Est du pays (Mazzucato et al.,2001) ; dans la zone de Boromo (Aurouet et al., 2005) ; dans la zone Nord (Bayen et al., 2011, et Sawadogo et al., 2008). Tous s’accordent sur le fait que le phénomène est réel au Burkina Faso même si les causes de la dégradation sont diverses. Cependant, pour Gomgnimbou et al. (2010), la principale raison de la dégradation des écosystèmes terrestres et d’une manière générale de l’environnement au Burkina Faso est liée aux facteurs anthropiques, notamment les activités agricoles.
1.2 Typologie des dégradations des sols
Toute action sur les sols les transforme qu’il s’agisse de modifications voulues, destinées à améliorer certains paramètres (teneur en matière organique, pH, salinité) ou propriétés physiques (porosité, drainage, etc.) par les pratiques agricoles. Toutefois les fonctions du sol peuvent se détériorer et aboutir à une dégradation des sols suite à ces interventions ou de façon naturelle. Selon la Convention des Nations Unies sur la Lutte Contre la Désertification (UNCCD) , la dégradation des sols est « la diminution ou la disparition, dans les zones arides, semi-arides et subhumides sèches, de la productivité biologique ou économique et de la complexité des terres cultivées non irriguées, des terres cultivées irriguées, des parcours, des pâturages, des forêts ou des surfaces boisées du fait de l’utilisation des terres ou d’un ou de plusieurs phénomènes, notamment de phénomènes dus à l’activité de l’homme et à ses modes de peuplement, tels que l’érosion des sols causée par le vent et/ou l’eau ». Bien souvent, intervenir sur le sol provoque différentes formes de dégradation physique, chimique et biologique dont les plus extrêmes se manifestent sous la forme d'érosion (Dosso, 2015).
Elle résulte des activités humaines ou elle est un phénomène naturel aggravé par l’effet des activités humaines. (Brabant, 2008). Sur la base des études du Global Assessment of Human Induced Soil Degradation (GLOSAD) on estime que la dégradation chimique (12%) et la dégradation physique (5%) représentent des formes de dégradation des sols liées surtout à l’activité humaine.
12 1.2.1 Dégradation chimique
La dégradation chimique se manifeste par la perte des éléments nutritifs, l’acidification, la salinisation et la pollution des sols (Lavelle, 2013; Calvet, 2003; Cheverry, 1994). Elle consiste en général en des processus qui causent des déséquilibres de la composition chimique du sol (Dominati et al., 2010). L’acidification provient de la perte irréversible ou une lixiviation du sol en trop grande quantité des cations minéraux (Ca notamment) (Dominati et
al., 2010). Ce processus peut s’accompagner d’une toxicité aluminique surtout pour des sols à
pH voisin de 5,5 (Segalen, 1973; Boyer, 1976)qui affecte fortement la production végétale ; d’où l’apport d’amendements calciques (chaulage) pour atténuer cette menace. Par contre, l’augmentation dans le sol de sels solubles (chlorure, sulfates…) peut provoquer la salinité et même parfois l’alcalinisation (accumulation de carbonates de sodium) (Lavelle, 2013). Ces processus qui peuvent être naturels sont souvent renforcés lors des opérations d’irrigation. Quant à la pollution, elle résulte de l’accumulation d’éléments chimiques toxiques ou qui le deviennent à une certaine quantité. Elle est due le plus souvent à l’emploi de produits chimiques dans l’agriculture ou les activités industrielles, avec leurs rejets solides, liquides et même atmosphériques.
1.2.2 Dégradation physique
La dégradation physique des sols correspond principalement à une désorganisation de leur structure (Dosso, 2015) empêchant ainsi les différents transferts et processus naturels qui sont essentiels pour un sol en bonne santé (Turbé et al., 2010). Comme exemple de dégradation physique du sol on peut citer la compaction et l’encroutement ou battance (Joosten, 2015).
1.2.2.1 Compaction
La compaction est une réorganisation des agrégats du sol qui sont déformés où détruits sous la pression. Les causes les plus fréquentes sont une forte concentration de bétail et l'utilisation de lourdes machines agricoles et des pratiques de labour inappropriées, principalement menées en agriculture industrialisée (FAO, 2015 ; Lavelle, 2013).
1.2.2.2 Encroûtement
L’encroûtement (battance) des sols est un phénomène local à la surface du sol qui se traduit par une mince couche imperméable. C’est une dégradation structurale superficielle sous l’action de la pluie (Le Bissonnais, 1990 ; Bradford et Huang, 1992).On distingue à l’échelle de la parcelle et en fonction du positionnement sur les versants différents types de croûtes: les
croûtes structurales, les croûtes de ruissellement, les croûtes d’érosion, les croûtes de sédimentation et les croûtes grossières
Leur apparition sur une parcelle donnée peut entrainer des conséquences tant au niveau des végétaux que des autres caractéristiques du sol. On peut
phénomènes suivants:
• entrave à l'émergence des plantules;
• réduction de l'infiltration
• augmentation du ruissellement Le déclenchement et la formation de ces croû de la stabilité des agrégats, de la
2000) et des précipitations (Le Bissonnais, 2000). ensemble de mécanismes complexe
(Figure 2).
Figure 2 : Etapes de la dégradation structurale sur sol limoneux 2002)
1.2.3 Erosion
L’érosion est un phénomène naturel
la reconstitution régulière des horizons organiques
comme un processus d’altération de la surface du sol et de modification du relief impliquan successivement le détachement de particules de sol, leur transport sous l’action de divers agents exogènes (Dominati et al.,
2010). Au niveau mondial l'érosion représente 83% des terres affe
la dégradation des sols. Elle provoque ainsi une perte de la fertilité des sols ainsi que diminution de leur productivité à long terme (Kiage, 2013). Le décapage de la couche superficielle ainsi que la formation de ravine
sur le sol.
tes structurales, les croûtes de ruissellement, les croûtes d’érosion, les croûtes de sédimentation et les croûtes grossières (Valentin, 1994).
Leur apparition sur une parcelle donnée peut entrainer des conséquences tant au niveau des caractéristiques du sol. On peut observer en particulier
à l'émergence des plantules;
l'infiltration (Casenave et Valentin, 1989) et ement et l'érosion.
rmation de ces croûtes superficielles dépendent de la texture du sol, la topographie notamment la pente (Chaplot et Le Bissonnais, 2000) et des précipitations (Le Bissonnais, 2000). Ce phénomène est donc la résultante d’un complexes aboutissant à la désagrégation des agrégats du sol
Etapes de la dégradation structurale sur sol limoneux (Le Bissonnais
ène naturel mais elle devient dangereuse quand elle va plus vite que la reconstitution régulière des horizons organiques et biologiques de surface. Elle est
comme un processus d’altération de la surface du sol et de modification du relief impliquan successivement le détachement de particules de sol, leur transport sous l’action de divers
et al., 2010) dont les principaux sont l’eau et le vent (Turbé
2010). Au niveau mondial l'érosion représente 83% des terres affectées par le phénomène de la dégradation des sols. Elle provoque ainsi une perte de la fertilité des sols ainsi que diminution de leur productivité à long terme (Kiage, 2013). Le décapage de la couche superficielle ainsi que la formation de ravines et de rigoles sont des effets visibles de l’érosion
13 tes structurales, les croûtes de ruissellement, les croûtes d’érosion, les croûtes de
Leur apparition sur une parcelle donnée peut entrainer des conséquences tant au niveau des en particulier les
texture du sol, Chaplot et Le Bissonnais, Ce phénomène est donc la résultante d’un aboutissant à la désagrégation des agrégats du sol
(Le Bissonnais et al.,
quand elle va plus vite que de surface. Elle est définie comme un processus d’altération de la surface du sol et de modification du relief impliquant successivement le détachement de particules de sol, leur transport sous l’action de divers le vent (Turbé et al., ctées par le phénomène de la dégradation des sols. Elle provoque ainsi une perte de la fertilité des sols ainsi que la diminution de leur productivité à long terme (Kiage, 2013). Le décapage de la couche e rigoles sont des effets visibles de l’érosion
14 Des mesures sont donc prises pour lutter comme ces différentes formes d’érosion des sols à travers l’adoption de méthodes culturales appropriées (apport de matière organique, non déchaumage, travail du sol…) et d’aménagements d’ouvrages antiérosifs (bandes enherbées, bassin de rétention des eaux, construction du chemin de l’eau…) (Gauvin, 2000) .Malgré tout, quand elle atteint un point de non-retour elle fait place à la désertification et le sol au-delà de ne plus remplir ces fonctions habituelles ne peut plus être restauré. Le climat peut être cité comme le principal facteur mais elle est accélérée par l’action de l’homme et les changements climatiques.
1.3 Causes et conséquences de dégradation des sols 1.3.1 Causes de la dégradation
La dégradation des terres fait intervenir deux systèmes solidaires et complexes: l’écosystème naturel et le système social et économique (Pulido et Bocco, 2014). Elle est donc le résultat d’une combinaison et/ou de l’interaction de plusieurs facteurs biophysiques et anthropiques qui ont un effet direct sur l’écosystème terrestre (UNCCD, 2012). Cependant, Kiage (2003) révèle que la seule interaction entre les facteurs biophysiques peut conduire à l’érosion et à la dégradation des sols. Contrairement à certaines analyses qui lient la dégradation et l’érosion des terres à la croissance démographique avec son corollaire de production agricole, il apparait donc que les phénomènes naturels ont une part importante de responsabilité dans le devenir des terres agricoles.
1.3.1.1 Facteurs biophysiques
Les facteurs biophysiques, y compris la géologie, le climat, la topographie et la couverture végétale ont des rôles importants dans le processus de dégradation et d'érosion des sols (Kiage, 2013). Des régions entières peuvent avoir des prédispositions à la dégradation des terres en raison de leur histoire géologique (Dominati et al.,2010) indépendamment de toute intervention humaine. Les propriétés inhérentes des sols, telles que la texture et le type d’argiles, la structure, le taux de la matière organique, et les propriétés de rétention d'eau sont des facteurs qui déterminent son érodibilité (Kiage, 2013). De plus les caractéristiques du climat local. dont l’intensité, la quantité et la fréquence des précipitations ainsi que la température et l’ensoleillement ont un impact significatif sur les processus de dégradation et des services écosystémiques (Dominati et al., 2010).
15 En outre, les conditions topographiques dont la pente à travers sa longueur et la forme de la pente, ainsi que la présence d’éléments rocheux à la surface du sol sont des facteurs qui peuvent contrôler les taux d'érosion (Kiage, 2013 ; Kairis et al., 2013).
Enfin, la présence ou l’absence de couvert végétal est un facteur qui peut influencer le phénomène de dégradation des sols. Ainsi un principe simple est que plus un sol est couvert, plus ce couvert est dense et permanent et plus ce sol sera protégé du pouvoir érosif des gouttes de pluie et des flux de ruissellement hydrique. La biodiversité de même que le type et la densité élevée des racines contribuent ainsi à limiter ces effets.
1.3.1.2 Facteurs anthropiques
Bien que des facteurs naturels entrainent la dégradation des terres, dans la plupart des cas, l’action de l’homme à travers les pratiques agricoles et l’utilisation des terres sont des facteurs majeurs de dégradation. La déforestation liée au déboisement incontrôlé pour les besoins énergétiques des hommes ainsi que l’expansion agricole dans certaines zones sont des activités qui mettent le sol à nu et provoquent une forte dégradation de ce dernier (Ozer et Ozer, 2005). De tous les facteurs anthropiques, le surpâturage est désigné comme une cause principale de dégradation (Kiage, 2013). De plus, le labour inapproprié et mal maitrisé ainsi que l’emploi des fertilisants minéraux, accélèrent les processus naturels d'érosion. Mais la plupart du temps les facteurs anthropiques sont eux aussi influencés par d’autres facteurs tels que la pauvreté, l’absence de garantie de l’accès à la terre à long terme, l’accès au marché et bien sur l’orientation politique.
1.3.2 Conséquences de la dégradation des sols
La dégradation des sols est un problème mondial qui nous affecte tous à travers l’augmentation des prix des denrées alimentaires, des conflits potentiels et de migration forcée ainsi que par une fourniture plus faible de services écosystémiques mondiaux, comme par exemple la séquestration du carbone (Lal, 2004). Elle engendre des modifications significatives au niveau des fonctions du sol et influence donc sa capacité à fournir les services écosystémiques. Ainsi, une dégradation des capacités du sol à recycler la matière organique perturberait sa capacité à fournir les nutriments aux plantes. Il en résulte une baisse considérable de la productivité des terres (Peprah et al., 2014; Turbé et al., 2010) menaçant ainsi la sécurité alimentaire de 9 milliards de personnes (UICN, 2012). La compaction et/ou la perte par exemple de la macroporosité du sol va créer une résistance à la pénétration et la croissance racinaire des cultures et par conséquent une réduction probable de la production
16 (De Paul and Bailly, 2005). Les conséquences sont bien sûr contextuelles et certaines régions surtout les plus pauvres sont affectées plus durement que les autres (Von Braun et al., 2013). De même, les populations les plus pauvres en général et qui n’ont que le sol pour subvenir à leurs besoins sont durement éprouvées.
Aussi, le sol grâce à sa capacité de stockage de l’eau, sa contribution à l’évapotranspiration et au couvert végétal qu’il porte, régule les cycles hydriques et contribuent à la purification des eaux (UNCCD, 2009). Il est donc évident que sa dégradation peut diminuer l’accessibilité et la distribution de l’eau, de même que sa qualité pour la consommation humaine et pour les cultures (Peprah et al., 2014; Turbé et al., 2010).
En effet, les phénomènes comme la compaction provoqueraient une baisse de l’infiltration de l’eau qui aurait à son tour une influence sur la recharge des nappes souterraines.
De plus, le sol et plus globalement les écosystèmes terrestres jouent un rôle central comme puits de carbone en captant et en stockant celui-ci. La dégradation des sols réduit par conséquent l’aptitude du sol à servir de puits de carbone et ces modifications des flux de carbone peuvent entraîner une dérégulation du climat (Turbé et al., 2010). Tout cela à pour conséquence une amplification des changements climatiques et ses effets corollaire sur les écosystèmes, les productions agricoles et la vie des êtres humains en général.
Aussi, la dégradation des sols est la cause principale de la perte de diversité biologique des sols. Elle s’accompagne en effet souvent d’une perte de la capacité des sols à être l’habitat d’une diversité d’espèces, aussi bien dans les terres cultivées que dans les zones forestières.
En somme, ce phénomène à des conséquences sur l’ensemble des fonctions du sol. Elle favorise ainsi la destruction des écosystèmes et les risques d’insécurité alimentaire dans les zones durement touchées. Au-delà de ces aspects environnementaux et de sécurité alimentaire, la dégradation des terres occasionne également le phénomène de migration des populations (von Braun et al., 2013) à la recherche de nouvelles terres fertiles et de nouvelles bonnes conditions de vie. Enfin, les pertes de production qu’elle occasionne ont des répercussions sur les coûts des produits agricoles (Von Braun et al., 2013) des pays et zones dont l’économie est principalement tirée de la terre.
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CHAPITRE II: L’AGROECOLOGIE
Il est bien établi qu’en plus des faiblesses naturelles des sols, certaines pratiques agricoles participent à la dégradation de cette ressource. Les défis qui se posent donc au monde agricole est de concilier augmentation de la productivité et des productions agricoles et protection de l’environnement dans un contexte de changements globaux (croissance démographique, changement climatique). Pour cela, plusieurs alternatives ont été proposées mais les spécificités des zones et des agricultures font que toutes ne peuvent pas répondre aux situations agricoles qui se présentent. L’agroécologie qui vise à concevoir des systèmes de production agricole s’appuyant sur les fonctionnalités offertes par les écosystèmes est l’une des voies possibles (Schaller, 2013), particulièrement dans les pays émergents ou en développement (Altieri, 2002). Une approche agro-écologique apporte des avantages sociaux, économiques et environnementaux (OXFAM, 2014). Pour De Schutter (2010) l’agroécologie peut être la solution durable pour nourrir la planète. Elle permettrait ainsi de doubler la production alimentaire de régions entières en 10 ans tout en réduisant la pauvreté rurale et en apportant des solutions au changement climatique.
2.1 Historique de l’agroécologie
Le concept d’agroécologie a évolué dans le temps (Figure 3) dans sa mise en œuvre et dans ses applications et est aujourd’hui considéré comme une discipline, un ensemble de pratiques agricoles et un mouvement social. Selon Wezel et al.(2009) ce terme a été utilisé pour la première fois en 1930 par un agronome russe du nom de Bensin, pour désigner l’utilisation de méthodes écologiques au service de la recherche sur les plantes commerciales. A cette époque ce concept ne prenait pas en compte l’aspect social et se limitait uniquement à la parcelle agricole. En 1965, l’écologue et zootechnicien allemand Tischler publia ce qui est sans doute le premier livre intitulé « agroécologie » (Schaller ; 2013) dans lequel il fait une analyse des différents compartiments de l’agroécosystème (sol, plante, etc.) et leurs interactions, ainsi que l’impact de la gestion humaine des activités agricoles sur ces compartiments. Mais c’est cependant véritablement autour des années 1980 que ces pratiques prennent de l’ampleur avec plusieurs études et des approches de par le monde (Schaller, 2013). La notion d’agro-écosystème est ainsi devenue un élément fondamental de cette approche. L'agro-d’agro-écosystème est un produit de la modification de l’écosystème par l’homme et constitue un espace d’interaction entre l’homme, ses savoirs et ses pratiques et la diversité des ressources naturelles (UNESCO, 2009).
